JPH03411B2

JPH03411B2 -

Info

Publication number: JPH03411B2
Application number: JP13780583A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kochama; Masanori Kokubo
Original assignee: Toshiba Chemical Products Co Ltd
Current assignee: Toshiba Chemical Products Co Ltd
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1991-01-08
Also published as: JPS6031523A

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の技術分野］本発明は、耐湿性に優れ、しかも半導体素子ペ
レツトに加わる応力の小さい封止用樹脂組成物に
関する。［発明の技術的背景とその問題点］近年、半導体集積回路の分野においては、高集
積化および高信頼性化に伴い、半導体素子ペレツ
トの大型化並びに高密度実装技術の開発が進めら
れている。そのため、半導体封止用樹脂材料とし
ては、直接モールドしても素子ペレツトに加わる
応力が小さいという特性が強く要求されている。
半導体封止用樹脂としては、エポキシ樹脂、ノボ
ラツク型フエノール樹脂、無機質充填材を主成分
とし、さらに硬化促進剤、着色剤、離型剤を含む
モールド樹脂が耐湿性、成形性に優れているため
封止用樹脂の主流となつている。しかしながら、この系の封止用樹脂で半導体素
子をモールドすると、樹脂の応力により、パツシ
ベーシヨン膜や素子ペレツトにクラツクを生じた
り、特性劣化（h_FEの変動など）の原因となる欠
点がある。この傾向は、素子のペレツトサイズが
大きくなるほど、また高密度実装化するほど顕著
に現われる。この対策として素子ペレツトに加わ
る応力の小さい樹脂（低応力樹脂）の開発が必要
である。封止用樹脂を低応力化する方法として、
エポキシ樹脂やフエノール樹脂を可とう化した
り、可塑剤の添加が考えられる。しかし、フエノ
ール樹脂を硬化剤とするエポキシ樹脂組成物では
硬化樹脂のガラス転移点が降下し、高温電気特性
が低下するために信頼性上問題がある。また、合
成ゴム等を添加して素子に加わる応力を小さく
し、パツシベーシヨン膜のクラツクや素子ペレツ
トのクラツクの発生が少なくなるよう改良したも
のもあるが、反対に合成ゴムを添加したことによ
つて樹脂組成物の半導体素子およびリードフレー
ムとの密着性が低下し、耐湿性が悪くなり信頼性
に劣る。また、種々の官能基を有するオルガノポ
リシロキサンを添加するとリードフレームの密着
性が向上し、耐湿性が改善されるが低応力化の効
果は乏しいという欠点があつた。［発明の目的］本発明は、上記の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、耐湿性に優れ、しかも半導体
素子ペレツトに加わる応力の小さい封止用樹脂組
成物を提供しようとするものである。［発明の概要］本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研
究を重ねた結果、分子内に不飽和炭素結合を有
し、かつエポキシ基、アミノ基、カルボキシル
基、ヒドロキシル基及びシアノ基のうちから選ば
れた１種又は２種以上の基を有するオルガノポリ
シロキサンを添加すると低応力化の効果を大きく
し、かつ半導体素子とリードフレームとの密着性
に優れ、上記目的を達成する封止用樹脂組成物に
好適していることを見い出したものである。即ち本発明は、 (A) エポキシ樹脂 (B) ノボラツク型フエノール樹脂 (C) 分子内に不飽和炭素結合を有し、かつエポキ
シ基、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシ
ル基及びシアノ基のうちから選ばれた１種又は
２種以上の基を有するオルガノポリシロキサン (D) 無機質充填材を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記(D)無機
質充填材を30〜90重量％含有することを特徴とす
る封止用樹脂組成物である。本発明に用いる(A)エポキシ樹脂は、その分子中
にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物であ
る限り、分子構造、分子量等に特に制限はなく、
一般に使用されているものを広く包含することが
できる。例えばビスフエノール型の芳香族系、シ
クロヘキサン誘導体等の脂環族系、さらに次の一
般式で示されるエポキシノボラツク系等の樹脂が
挙げられる。（式中、R¹は水素原子、ハロゲン原子又はア
ルキル基を、R²は水素原子又はアルキル基を、
ｎは１以上の整数を表す）これらのエポキシ樹脂は１種又は２種以上混合
して用いることができる。本発明に用いる(B)ノボラツク型フエノール樹脂
としては、フエノール、アルキルフエノール等の
フエノール類とホルムアルデヒドあるいはパラホ
ルムアルデヒドとを反応させて得られるノボラツ
ク型フエノール樹脂、およびこれらの変性樹脂、
例えばエポキシ化もしくはブチル化ノボラツク型
フエノール樹脂等が挙げられる。ノボラツク型フエノール樹脂の配合割合は、前
記(A)エポキシ樹脂のエポキシ基(a)と(B)ノボラツク
型フエノール樹脂のフエノール性水酸基(b)とのモ
ル比（ａ／ｂ）が、0.1〜10の範囲内であること
が望ましい。モル比が0.1未満もしくは10を超え
ると耐湿性、成形作業性および硬化物の電気特性
が悪くなり、いずれの場合も好ましくない。従つ
て前記の範囲内に限定される。本発明に用いる(C)分子内に不飽和炭素結合を有
し、かつエポキシ基、アミノ基、カルボキシル
基、ヒドロキシル基及びシアノ基のうちから選ば
れた１種又は２種以上の基を有するオルガノポリ
シロキサンとしては、ジメチルポリシロキサンを
基本骨格構造とするものである限り、分子構造、
分子量、粘度などに特に制限はない。例えば次の
一般式で示されるオルガノポリシロキサンを挙げ
ることができる。（式中、Ｘは

【式】（−R⁴）− COOH，（−R⁴）−NH₂，（−R⁴）−OH，（−R⁴）−C
N のうちから選ばれる１種又は２種以上の官能基を
示す。R³はアルキル基又はフエニル基、R⁴は（−
CH₂）−_k、ｋは０又は１以上の整数、ｌ，ｍは１
以上の整数を表す）。このオルガノポリシロキサンは、例えばメチル
ジクロルシラン（CH₃SiHCl₂）を出発原料とし
て得ることができる。水酸化カリウム触媒下でメ
チルジクロルシランを種々の官能基を有するシラ
ノールと反応させ、その後、白金触媒下でオレフ
インによるヒドロシリレーシヨンを行うことによ
つて得ることができる。また、環状ジメチルシロ
キサンと環状メチルビニルシロキサンとの開環共
重合によつて得ることもできる。以上のオルガノ
ポリシロキサンを加えることによつてリードフレ
ームとの密着性が向上し、かつ応力も少なくなる
ものである。本発明に用いる(D)無機質充填材としては、シリ
カ粉末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、
炭酸カルシウム、チタンホワイト、クレー、アス
ベスト、マイカ、ベンガラ、ガラス繊維、炭素繊
維等が挙げられ、特にシリカ粉末又はアルミナが
好ましい。無機質充填材の配合割合は、樹脂組成
物の30〜90重量％含有することが必要である。30
重量％未満では、耐湿性、低応力化に効果なく、
90重量％を超えるとかさばりが大きくなり成形性
が悪く実用に適さない。本発明の封止用樹脂組成物は、(A)エポキシ樹
脂、(B)ノボラツク型フエノール樹脂、(C)分子内に
不飽和炭素結合を有し、かつエポキシ基、アミノ
基、カルボキシル基、ヒドロキシル基及びシアノ
基のうちから選ばれた１種又は２種以上の基を有
するオルガノポリシロキサン、(D)無機質充填材を
必須成分とするが、必要に応じて、例えば天然ワ
ツクス類、合成ワツクス類、直鎖脂肪酸の金属
塩、酸アミド、エステル類、パラフイン類などの
離型剤、塩素化パラフイン、ブロムトルエン、ヘ
キサブロムベンゼン、三酸化アンチモンなどの難
燃剤、カーボンブラツク、ベンガラなどの着色
剤、シランカツプリング剤、種々の硬化促進剤等
を適宜添加配合してもよい。本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として調
製する場合の一般的な方法としては、エポキシ樹
脂、ノボラツク型フエノール樹脂、オルガノポリ
シロキサン、無機質充填材、その他を配合しミキ
サー等によつて十分均一に混合した後、更に熱ロ
ールによる溶融混合処理またはニーダ等による混
合処理を行い、次いで冷却固化させ適当な大きさ
に粉砕して成形材料とすることができる。そして
この成形材料を電子部品あるいは電気部品の封
止、被覆、絶縁等に適用し、優れた特性と信頼性
を付与させることができる。［発明の効果］本発明の封止用樹脂組成物は、耐湿性に優れ、
しかも半導体素子ペレツトに加わる応力が小さい
ため、高集積化に伴う大型ペレツトや高密度実装
化した素子ペレツトの封止用等に用いた場合、十
分な信頼性を得ることができる。［発明の実施例］本発明を実施例により具体的に説明するが、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下実施例および比較例において「％」とある
のは「重量％」を意味する。実施例環状ジメチルシロキサンと環状メチルビニルシ
ロキサンを水酸化カリウム触媒の存在下で開環共
重合させ、両末端にヒドロキシル基を有するメチ
ルビニルポリシロキサンを得た。得られたオルガ
ノポリシロキサン１％、クレゾールノボラツクエ
ポキシ樹脂（エポキシ当量215）18％、ノボラツ
ク型フエノール樹脂（フエノール当量107）10％、
シリカ粉末70％、高級脂肪酸エステル１％を常温
で混合しさらに90〜95℃で混練して冷却した後、
粉砕して成形材料を得た。得られた成形材料をタ
ブレツト化し、予熱してトランスフアー成形で、
170℃に加熱した金型内に注入し硬化させて成形
品を作つた。この成形品について機械的特性、ガ
ラス転移点、耐湿性試験、温寒サイクル試験を行
つたので第１表に示した。比較例クレゾールノボラツクエポキシ樹脂（エポキシ
当量215）18％、ノボラツク型フエノール樹脂
（フエノール当量107）10％、シリカ粉末71％、高
級脂肪酸エステル１％を実施例と同様にして成形
材料を得て次いで成形品を作つた。この成形品に
関して実施例と同様な試験を行つたのでその結果
を第１表に示した。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) エポキシ樹脂 (B) ノボラツク型フエノール樹脂 (C) 分子内に不飽和炭素結合を有し、かつエポキ
シ基、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシ
ル基及びシアノ基のうちから選ばれた１種又は
２種以上の基を有するオルガノポリシロキサン (D) 無機質充填材を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記(D)無機
質充填材を30〜90重量％含有することを特徴とす
る封止用樹脂組成物。２エポキシ樹脂のエポキシ基(a)とノボラツク型
フエノール樹脂のフエノール性水酸基(b)とのモル
比（ａ／ｂ）が、0.1〜10の範囲内であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の封止用樹
脂組成物。